研究人員開(kāi)發(fā)出高性能塑性無(wú)機(jī)熱電材料
文章來(lái)源：新能源網(wǎng) 更新時(shí)間：2024-12-11 14:25:01
|
本報(bào)訊（記者王兆昱）中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員仇鵬飛、史迅和陳立東與合作者，在脆性碲化鉍（Bi2Te3）基材料中通過(guò)調(diào)制反位缺陷誘導(dǎo)形成高密度/多樣化的微觀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了材料從脆性至塑性的轉(zhuǎn)化，并將塑性熱電材料的室溫?zé)犭妰?yōu)值提升至約1.0。相關(guān)成果近日發(fā)表于《科學(xué)》。
在室溫下，無(wú)機(jī)非金屬材料通常表現(xiàn)為脆性，難以像金屬一樣精準(zhǔn)加工，且易突然斷裂失效。目前，具有本征塑性的塊體無(wú)機(jī)非金屬材料種類較稀少，且熱電性能遠(yuǎn)低于經(jīng)典的脆性材料。 Bi2Te3基材料是室溫區(qū)域最好的熱電材料，但它們通常為脆性。由于Bi和Te相近的原子半徑和電負(fù)性，Bi2Te3基材料易形成高濃度的本征缺陷，進(jìn)而誘導(dǎo)形成高密度/多樣化的微觀結(jié)構(gòu)，影響材料的力學(xué)性能。 研究團(tuán)隊(duì)利用溫度梯度法制備了化學(xué)計(jì)量比精確調(diào)控的Bi2Te3塊體單晶，展現(xiàn)出優(yōu)良的塑性變形能力。透射電鏡表征發(fā)現(xiàn)，Bi2Te3單晶中存在由BiTe和TeBi反位缺陷轉(zhuǎn)變而成的高密度/多樣化微觀結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊(duì)利用分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算揭示了其對(duì)力學(xué)性能的影響，證明這種微觀結(jié)構(gòu)是Bi2Te3單晶發(fā)生塑化的重要原因。 研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，塑性Bi2Te3單晶具有優(yōu)異的熱電性能，室溫功率因子和熱電優(yōu)值遠(yuǎn)高于已報(bào)道的塑性熱電材料。他們通過(guò)固溶Sb調(diào)控載流子濃度，在保持優(yōu)良塑性的同時(shí)，進(jìn)一步提高了室溫功率因子和熱電優(yōu)值。 最后，研究團(tuán)隊(duì)選取塑性Bi0.8Sb1.2Te3單晶和Ag2Se0.67S0.33，分別作為p型和n型熱電臂，制備了8對(duì)具有Y型結(jié)構(gòu)的柔性熱電器件。在19℃的環(huán)境溫度下，將該器件佩戴于人體，獲得的器件最大歸一化功率密度為2.0 μW/cm2，遠(yuǎn)高于基于其他塑性熱電材料的器件。 該研究不僅開(kāi)發(fā)出一種新型高性能塑性無(wú)機(jī)熱電材料，還提供了一種將脆性材料轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄圆牧系挠行Р呗?，為脆性無(wú)機(jī)非金屬材料的塑化研究提供了重要借鑒。 相關(guān)論文信息： https://doi.org/10.1126/science.adr8450 |
相關(guān)新聞
- [2024-12-11]·項(xiàng)目強(qiáng)省會(huì) 區(qū)縣大比拼｜打破國(guó)
- [2024-12-11]·“氫”風(fēng)徐來(lái)，“氫”啟未來(lái)！日
- [2024-12-11]·向新求變 逐“綠”向“智” 山
- [2024-12-10]·山東裝備制造向“新”突破 高新
- [2024-12-10]·國(guó)家級(jí)首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備名
- [2024-12-11]·研究人員開(kāi)發(fā)出高性能塑性無(wú)機(jī)熱
- [2024-12-11]·重慶大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)電子催化劑策略
- [2024-12-11]·納濾膜研究領(lǐng)域獲進(jìn)展
- [2024-12-11]·科研人員開(kāi)發(fā)出可實(shí)現(xiàn)高效海水提
- [2024-12-11]·山東又一批化工園區(qū)擴(kuò)區(qū)公示
主辦單位：山東省化工情報(bào)信息協(xié)會(huì)
山東省濟(jì)南市文化東路80號(hào)郵編：250014電話：0531—86399950、86399980、86399990傳真：0531—86399186
山東化工網(wǎng)在線交流：
Copyright(C)山東省化工情報(bào)信息協(xié)會(huì) 版權(quán)所有 備案號(hào)：魯ICP備2021036540號(hào)
山東省濟(jì)南市文化東路80號(hào)郵編：250014電話：0531—86399950、86399980、86399990傳真：0531—86399186
山東化工網(wǎng)在線交流：
Copyright(C)山東省化工情報(bào)信息協(xié)會(huì) 版權(quán)所有 備案號(hào)：魯ICP備2021036540號(hào)
魯公網(wǎng)安備 37010202001033號(hào)